基于輕量型3D裝修設(shè)計軟件的研究

劉俊良 林宇

摘 要 三維裝修設(shè)計軟件一直都是以3dsMax，SketchUp（草圖大師）占據(jù)主流，但近幾年出現(xiàn)了以酷家樂，愛窩福為首的3D云裝修設(shè)計軟件，市場反響熱烈；本篇論文從室內(nèi)裝修設(shè)計軟件的發(fā)展起源及其歷史開始研究這樣輕量化，簡易化的裝修設(shè)計軟件的是如何獲得市場認(rèn)可的。

關(guān)鍵詞 裝修設(shè)計；軟件；云渲染技術(shù)；歷史和發(fā)展

一、室內(nèi)裝修設(shè)計的需求

室內(nèi)裝修設(shè)計（Interior design），是一種以居住在該空間的人為對象所從事的設(shè)計專業(yè)，需要工程技術(shù)上的知識，也需要藝術(shù)上的理論和技能，泛指對室內(nèi)建立的任何相關(guān)物件，包括：墻、窗戶、窗簾、門、表面處理、材質(zhì)、燈光、空調(diào)、水電、環(huán)境控制系統(tǒng)、視聽設(shè)備、家具與裝飾品的規(guī)劃。室內(nèi)設(shè)計是從建筑設(shè)計中的裝飾部分演變出來的。他是對建筑物內(nèi)部環(huán)境的再創(chuàng)造。室內(nèi)設(shè)計可以分為公共空間和居家兩大類別。當(dāng)我們提到室內(nèi)設(shè)計時，會提到的還有動線、空間、色彩、照明、功能等等相關(guān)的重要術(shù)語。

室內(nèi)設(shè)計是指為滿足一定的建造目的（包括人們對它的使用功能的要求、對它的視覺感受的要求）而進(jìn)行的準(zhǔn)備工作，對現(xiàn)有的建筑物內(nèi)部空間進(jìn)行深加工的增值準(zhǔn)備工作。目的是為了讓具體的物質(zhì)材料在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面，在可行性的有限條件下形成能夠成為合格產(chǎn)品的準(zhǔn)備工作。

按設(shè)計深度分：有室內(nèi)方案設(shè)計、室內(nèi)初步設(shè)計、室內(nèi)施工圖設(shè)計。

按設(shè)計內(nèi)容分：有室內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計、室內(nèi)物理設(shè)計（聲學(xué)設(shè)計、光學(xué)設(shè)計、熱學(xué)設(shè)計、色彩設(shè)計、能源設(shè)計）、室內(nèi)設(shè)備設(shè)計（室內(nèi)給排水設(shè)計、 室內(nèi)供暖、通風(fēng)、空調(diào)設(shè)計、電氣、通訊設(shè)計）等。

在計算機(jī)圖形技術(shù)成熟之前，室內(nèi)裝修設(shè)計很多時候是無法具體呈現(xiàn)出來的。房屋的業(yè)主如果想要裝修自己的房子，如果他們不具備相應(yīng)的室內(nèi)裝飾設(shè)計知識，很難參與到裝修設(shè)計工作當(dāng)中來。大多時候，都是從現(xiàn)成的相片冊中，與設(shè)計師通過口頭或文字交流，與裝修公司闡明自己所喜歡的風(fēng)格，指定想要的家居裝飾品，然后整個設(shè)計過程就交由設(shè)計師來完成。設(shè)計師具備室內(nèi)設(shè)計所需的工程技術(shù)知識和藝術(shù)上的理論技能，包括對其室內(nèi)結(jié)構(gòu)，光照，通風(fēng)，傳聲，保暖，電氣，排水，色彩，視圖效果等進(jìn)行設(shè)計。這些具體的信息，在沒有現(xiàn)代化的計算機(jī)圖形軟件之前，都只能通過文字和手繪以及實物相片來描述。對于整體且直觀三維信息，往往無法很好的呈現(xiàn)。

計算機(jī)圖形軟件是一種在電腦上運行，用于圖形設(shè)計的軟件的統(tǒng)稱，這類軟件的主要功能就是進(jìn)行電子畫面設(shè)計，生產(chǎn)面圖結(jié)構(gòu)和展示效果圖等圖紙圖像。這類軟件的起源源于人們需要較為逼真的效果圖來直觀的展現(xiàn)其最終效果。比如電影游戲行業(yè)所需要的虛擬人物，道具以及場景。

二、室內(nèi)裝修設(shè)計軟件的發(fā)展和現(xiàn)狀

自上世紀(jì)90年代初，開始，三維計算機(jī)圖形技術(shù)取得了質(zhì)的飛躍，三維圖形設(shè)計從圖形工作站進(jìn)入到個人計算機(jī)領(lǐng)域，開始飛入尋常百姓家，大放異彩。圖形設(shè)計軟件從此不再局限于工業(yè)級CG影視動畫，開始進(jìn)入到生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。其中裝飾裝修設(shè)計領(lǐng)域就是非常重要的一個領(lǐng)域，現(xiàn)在主要常用的裝飾裝修設(shè)計軟件有PhotoShop，AutoCAD，SketchUp，3dsMax，V-Ray等。目前國內(nèi)主流的室內(nèi)裝修設(shè)計還是依靠3dsMax+AutoCAD的設(shè)計流程，3dsMax主要面向效果，AutoCAD面向施工。

但是這兩款軟件并不是為了裝修設(shè)計而定制的軟件，他們有著工業(yè)級別的圖形設(shè)計能力，服務(wù)于包括影視游戲工業(yè)模型等整個CG（計算機(jī)圖形）行業(yè)，這一特點導(dǎo)致這兩款軟件無論是學(xué)習(xí)成本還是使用成本都十分的高昂。并且對于裝修行業(yè)的設(shè)計于銷售效率有待提高。

對于使用這兩款軟件進(jìn)行設(shè)計銷售的家裝企業(yè)為例，設(shè)計師與客戶主要通過口頭或平面圖的方式溝通，如果要產(chǎn)出效果圖，就需要客戶額外付出定金或者出圖費，因為設(shè)計一張渲染圖的成本需要幾百乃至幾千不等，時間也需要好幾天，客戶對最終的效果圖也難以完全滿意，需要修改仍需成本，這個成本無論是讓客戶還是家裝企業(yè)都難以接受。

雖然裝飾裝修效果圖的成本不菲，但是其市場需求率仍非常大，這是因為相比于傳統(tǒng)的口頭描述+平面圖+照片的設(shè)計模式，其銷售轉(zhuǎn)化率要比效果圖低的多。客戶更愿意花錢買看的到的服務(wù)，即使其成本可能有所上升。

近年來，我國裝飾設(shè)計行業(yè)對與圖形軟件的生產(chǎn)的效果圖有著巨大的需求和產(chǎn)量。無論是住宅和非住在裝飾裝修行業(yè)的招投標(biāo)基本都是以效果圖為唯一的評標(biāo)，中標(biāo)依據(jù)。如近年南京某3000萬元的裝飾工程，投標(biāo)者102家，效果圖200多張，沈陽某6000萬元的裝飾工程，投標(biāo)者38家，效果圖200多張。如此多的裝修工程的招投標(biāo)都以渲染效果圖為評標(biāo)參考，足見其影響力值巨，我們團(tuán)隊考察發(fā)現(xiàn)，每10單成交的裝修工程，無論是住宅房屋裝修還是非住宅房屋裝修，至少都有14張裝修效果圖作為展示圖。

近年來，由于互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的數(shù)量出現(xiàn)井噴式的增長，出現(xiàn)了一系列面向行業(yè)，面向企業(yè)，甚至面向個人的軟件產(chǎn)品，這些軟件產(chǎn)品具有輕量化，易學(xué)化，易用化，智能化， 便攜化的特點。這其中互聯(lián)網(wǎng)家裝在2015年異軍突起，資本的追捧推動了互聯(lián)網(wǎng)家裝的快速發(fā)展，幾百家互聯(lián)網(wǎng)家裝企業(yè)沖入家裝市場，互聯(lián)網(wǎng)家裝平臺呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。

數(shù)據(jù)顯示，互聯(lián)網(wǎng)家裝行業(yè)經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，市場規(guī)模不斷壯大，2017年中國互聯(lián)網(wǎng)家裝市場規(guī)模達(dá)到1904億元，同比增長40%，保持了近幾年來的增長態(tài)勢。但與整個家裝行業(yè)的產(chǎn)值相比較，互聯(lián)網(wǎng)家裝占比僅為4.8%，滲透率屬于較低水平，意味著未來的成長空間非常大。數(shù)據(jù)顯示，中國商品住宅銷售額及銷售面積連年增長，2017年中國商品住宅銷售額110258億元，增長11.3%，商品住宅銷售面積144829.5萬平方米，增長5.3%。并預(yù)測未來三年中國商品住宅銷售額和銷售面積分別保持9.5%和4.0%的增長率。中國商品住宅的持續(xù)增長為裝修行業(yè)積累了大量庫存，穩(wěn)定的增長率夯實了家裝市場成長的基礎(chǔ)。依靠互聯(lián)網(wǎng)早期階段流量紅利，催生了一批平臺化家裝企業(yè)萌芽，這一階段互聯(lián)網(wǎng)家裝企業(yè)通過解決信息不對稱的問題，改變了原有家裝服務(wù)供應(yīng)者與業(yè)主之間的連接方式。其中酷家樂，三維家，愛窩福，打扮家，是這一行業(yè)的領(lǐng)軍產(chǎn)品。

以酷家樂為例，從2013年到2016年，酷家樂的營收從20萬漲到了1億，2017年酷家樂全年營收更是達(dá)到了3億元，同比增長200%，正現(xiàn)金流漲幅超過66倍。利潤到達(dá)5000萬元。這就是市場對于互聯(lián)網(wǎng)家裝的回應(yīng)。

互聯(lián)網(wǎng)家裝之所以能取得這樣的成功，究其根本原因是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在具體的實體行業(yè)的滲透。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，云計算，云渲染，VR，AR，AI，大數(shù)據(jù)等一系列的新興互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在本世紀(jì)初大放異彩。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品有一個很強(qiáng)特點，就是厚積薄發(fā)，很多技術(shù)在研發(fā)上往往需要幾年的研發(fā)而沒有實質(zhì)的經(jīng)濟(jì)價值，但是一旦其成果開始體現(xiàn)。復(fù)用程度非常之高，復(fù)用成本非常之低。諸如微軟，谷歌等互聯(lián)網(wǎng)巨頭，其成就是和長期的技術(shù)積累是離不開的，第二點就是生態(tài)化，平臺化。以平臺化的方式發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品往往比商品化能取得更為巨大的成就，最典型的例子就是阿里巴巴。第三點滲透化，在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式的差異性都在不斷的削弱，但是日新月異的消費需求，卻使得差異性永遠(yuǎn)無法被消滅。每個行業(yè)所有企業(yè)在生產(chǎn)流程中總是不可能完全一致，它們需要差異性來提高他們的競爭力。而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著很強(qiáng)的滲透性和結(jié)合性，總能夠與這些差異結(jié)合起來，形成新興的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。其中互聯(lián)網(wǎng)家裝就是很好的體現(xiàn)，以前我們總在想，以3dsMax建模能力，AutoCAD的繪圖能力。還有什么樣的設(shè)計不能夠?qū)崿F(xiàn)的，連電影院的影視級別的建模和渲染都不在話下，何況是小小的家居裝飾。但很明顯，在計算機(jī)圖形設(shè)計行業(yè)，游戲和影視所需要的圖形建模和家居裝修所需要的圖形建模的設(shè)計流程并不完全等同。兩者具有差異性，而一眾互聯(lián)網(wǎng)家裝產(chǎn)品的誕生和盛行正是對這些差異最好的透。

首先說說3dsMax等傳統(tǒng)裝飾設(shè)計軟件，3dsMax是Autodesk傳媒娛樂部開發(fā)的全功能的三維計算機(jī)圖形軟件，在Windows NT出現(xiàn)以前，工業(yè)級的計算機(jī)圖形學(xué)制作被SGI圖形工作站所壟斷。3D Studio Max + Windows NT組合的出現(xiàn)一下子降低了CG制作的門檻，首選開始運用在電腦游戲中的動畫制作，后更進(jìn)一步開始參與影視片的特效制作，例如X戰(zhàn)警2、最后的武士等。3ds Max對CG制作產(chǎn)生了歷史性的影響。

AutoCAD是由美國Autodesk為計算機(jī)上應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。該軟件推廣的.dwg文件格式成為二維繪圖的常用標(biāo)準(zhǔn)格式。

三、輕量型裝修設(shè)計互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的發(fā)展

AutoCAD和3dsMax這兩款軟件作為主流的計算機(jī)圖形設(shè)計軟件，一個在三維圖形設(shè)計領(lǐng)域，另一個在二維圖形設(shè)計領(lǐng)域。服務(wù)于整個計算機(jī)圖形設(shè)計行業(yè)。其操作的復(fù)雜度之高，至少需要學(xué)習(xí)數(shù)月以上，才能熟練使用。而且由于其并不是為了某一類性的物體進(jìn)行建模的，而是為了能夠創(chuàng)建任意的模型。那么用該類型軟件專門對某一類型的具有廣泛特征物體進(jìn)行仿真建模的時候，就有許多操作可以優(yōu)化的空間。

比如家裝行業(yè)，第一步便是對戶型進(jìn)行建模，雖然戶型各不相同，但特點卻十分的鮮明。每一個房屋都是墻體組成。而墻體可以泛化成登高的長方體，所以這一步，可以總戶型圖直接有程序完成自動建模到房屋模型。

接下來，剩下的就是地板的平鋪，貼墻紙，以及照明設(shè)備，電氣設(shè)備，以及各類家居裝飾和電器。將這些東西以合理的布局，擺放在房屋模型內(nèi)。形成裝飾裝修的基本效果。關(guān)于這一步，由于所有的這些物品模型，都要和現(xiàn)實世界的商品一一對應(yīng)起來，比如一個某品牌的一款落地?zé)簦瑧?yīng)該有裝飾裝修商品供應(yīng)商提供詳細(xì)完善的信息，以及模型。而設(shè)計者只負(fù)責(zé)將各個風(fēng)格的家居裝飾家居模型的布局和搭配。這樣各司其責(zé)能是裝修方案更加真實明確。

裝修設(shè)計流程更加流水線化，提高生產(chǎn)效率。

最后的步驟，渲染出圖就是整個設(shè)計流程的最后階段。現(xiàn)在，模型渲染是最消耗計算機(jī)圖形處理性能的工作，但是在整個三維圖形設(shè)計流程中，渲染往往只是最后一步，大部分時間，是不需要渲染的。如果渲染工作由客戶端設(shè)備完成，那么對客戶端的設(shè)備的圖形渲染性能就會需要一定的要求，這是十分不劃算的。但是如今的云渲染技術(shù)，合理的解決了這一問題。

云渲染技術(shù)與云計算的模式類似，將渲染所需的輸入數(shù)據(jù)上傳到渲染服務(wù)器，由服務(wù)器進(jìn)行圖形渲染運算。完成之后，再將渲染后的技術(shù)回傳給客戶端。這樣對于客戶端設(shè)備的壓力就減小了很多，而由服務(wù)器統(tǒng)一調(diào)配各個客戶端渲染運算所需的資源，能夠合理的分配計算機(jī)性能資源。提升整體效率，節(jié)省整體成本。

通過這樣關(guān)鍵的設(shè)計流程的分解與分配，將互聯(lián)網(wǎng)資源整合利用，就能實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)家裝設(shè)計行業(yè)的顛覆性革命。這正式計算機(jī)圖形技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合到家裝圖形設(shè)計行業(yè)所誕生一個嶄新的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉星.家居裝修設(shè)計的快速生成[D].遼寧石油化工大學(xué)，2017.

[2]王靈香，苗新亮.基于XNA的3D室內(nèi)裝修軟件的設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2014，10（10）：2268-2269+2285.

作者簡介：

劉俊良，生于1996年12月，男，漢族，江西贛州人，江西財經(jīng)大學(xué)，軟件工程專業(yè)。

賴林宇，生于1996年11月，男，漢族，江西贛州人，江西財經(jīng)大學(xué)，軟件工程專業(yè)。

基金項目：江西財經(jīng)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目，項目編號：201810421025。